开关电源A又叫做反激电源(这个名字是因为变压器的线圈绕性相反),这种电源拓扑可以做隔离但是功率不高,一般应用于ACDC设计中。220转5V的充电器基本都是反激拓扑结构。这种结构电源先由交流电经过整流桥变为310V直流电,之后经过MOS开关变为交流电,通过变压器降压,之后滤波得到直流电,这样转来转去的目的是为了减小体积和发热。
变压器的线圈绕性相反是整个电路设计最为精巧的部分:MOS打开时候由于变压器线圈反着绕所以输出电压极性相反,但由于二极管的存在所以这时候负载并不存在电流。MOS关断时候变压器输入线圈变为与之前相反,这样便可以输出与刚才相反极性的电压了。
推荐一款整流桥:MB10F,一款反馈芯片:UC3842
反激电源(反激式开关电源)是一种使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。当开关管接通时,输出变压器充当电感,电能转化为磁能,此时输出回路无电流;当开关管关断时,输出变压器释放能量,磁能转化为电能,输出回路中有电流。
反激电源的优点包括:
电路简单,易于控制。
在小功率应用领域非常广泛,通常在20-100W范围内。
反激的变压器可以看作一个带变压功能的电感,是一个buck-boost电路。
然而,反激电源也存在一些缺点:开关管承受电压高,这可能会增加设计的复杂性。输出变压器的利用率相对较低,因此不适用于大功率电源。EMI(电磁干扰)可能较大。
反激电源电路优化:RCD电路吸收PWM的尖峰防止烧毁MOS,MOS上的尖峰会被电容吸收,被与之并联的电阻释放。
除此之外增加反馈路径保证输出电压的稳定,采用光耦进行隔离。
反激电源中,MOS管上的尖峰产生的原因主要与电压电流的瞬态变化和寄生参数(电感、电容)有关。在MOS的开通和关断过程中,电压和电流的变化率(dv/dt和di/dt)会产生位移电流和感应电动势,进而形成尖峰。此外,寄生电感和电容在开关过程中也会影响电压和电流的变化,进一步影响尖峰的形成。
反激电源中的DCM(断续模式)和CCM(连续模式)是两种工作模式:
在DCM模式下,当开关管导通时,电流逐渐增加并达到峰值。当开关管关断时,电流逐渐减小到零。这种模式下,输出电流在开关周期内存在不连续的断点。
在CCM模式下,当开关管导通时,电流增加并达到峰值。当开关管关断时,虽然电流减小,但不会减小到零,而是保持在一个较小的值。这种模式下,输出电流在开关周期内是连续的
反激电源变压器的设计:
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反激电源中的原边电感是用于存储能量的元件,通常与电源开关和输入电压串联。当开关管导通时,原边电感吸收能量;当开关管关断时,原边电感释放能量。原边电感的作用是控制电流和电压,实现能量的转换和传输,直白点就是变压器输入端近似为电感。
反激电源的保护主要是在输入端接入保险丝,压敏电阻(防雷),安规电容(差模抗干扰)
正激电源是一种开关电源技术,其工作原理是当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时,变压器的次级线圈正好有功率输出。正激电源具有输出功率高、适用范围广等优点,但也有增加消磁绕组、增加反电动势绕组等缺点。在选择正激电源时,需要根据具体需求和电路特性进行综合考虑。
NTC是意思是负温度系数:它是一种随温度上升电阻呈指数关系减小的热敏电阻现象和材料,具有负温度系数。
正激(变压器两个线圈同名端极性相同):
在正激电源中,输入电感N3的作用是限制电流的变化率,从而减小浪涌电流和浪涌电压。当开关管导通时,输入电流流过电感器,此时电感器储存磁场能量。当开关管关断时,电感器将释放之前储存的磁场能量,此时输入电感的绕组将产生反向电动势,从而降低电压的瞬间峰值,达到平滑电流的效果。因此,输入电感的作用是实现电压的平缓控制,并减少电路中可能出现的损坏。